[IT认证]1-计算机基础知识-计算机概述.ppt

杨 乃 中国地质大学（武汉）信息工程学院 2010年11月 1983年12月22日，中国自行研制的银河巨型计算机问世，在引起美国的极大兴趣的同时，也让美国非常困惑。为什么呢？美国根据自己掌握的中国工业技术的情报，认为中国的银河机不可能达到跟美国克雷机相当的性能水平。考虑到那时的中国人创造了无数的奇迹，包括原子弹、氢弹、导弹、卫星、飞机、潜艇等等什么样的高科技都搞了出来，所以银河机及其性能当然是真的，那么剩下的就只有一个可能：中国的银河机使用了美国没有掌握的领先技术。这样的领先技术中国当然必威体育官网网址，于是美国就想办法偷技术。非常遗憾的是美国成功了：一名参加研制的国防科技大学计算机系教员史某，以3万美元的价钱把技术泄露给了美国。后来国家安全部门发觉并侦破此案，史某被判了死刑。 事实上，当年由于工业技术的差别，美国克雷巨型机的CPU主频是80MHz，我们制造的CPU主频只能达到20MHz，性能离美国有很大差距。这对于当年自强的中国人精神来说，是不能容忍的蜗牛性能。于是中国人的智慧就体现了出来，技术总负责人慈云桂创造性的提出了一个包括美国科学家都没有想到（也许是认为不可能的）的思路，用两个CPU一起工作实现性能的提升。思路成功了，银河机的性能也上去了，中国人自然又大自豪了一番。 通过这次技术泄露，美国知道并掌握了双CPU技术，还包括动态MOS存储等技术，直接促进了美国计算机技术的发展。 感慨之余，顺便提一些所谓内部消息： 研制：1976年，经周总理的批准，向国防科技大学拨款了7亿元用来研制巨型计算机。考虑到社会综合水平，说这7亿相当于现在的几百亿上千亿并不太夸张，可见当时国家对科技是多么的重视，而且是采取了真正的行动。研制银河机实际用了5千万，还包括悄悄的修了一下学校的路，剩下的都退还给国家了（如果用现在的观点看，整个是一帮傻瓜）。 技术：银河机总共有100多项重要的技术创新，掌握了所有的计算机核心技术，也都很先进。如果能够坚持下来，中国现在就不用靠着给别人组装电脑辛苦钱了。 晶振：当时中国在工业技术上离美国有不少的差距，所以进口了5MHz的晶振（控制CPU的时钟的器件），这是整个银河机上使用的唯一外国货。 电子计算机： 又称为“通用电子数字计算机” 利用电子管、晶体管、集成点路等器件制作 轻巧 易维护 功能强大 电子计算机： 又称为“通用电子数字计算机” 利用电子管、晶体管、集成点路等器件制作 轻巧 易维护 功能强大 冯·诺依曼(Von Neumann)——计算机体系结构的创始人 软件女杰 第五代计算机（新一代计算机）——创新：基本元器件 研究目标 使计算机能够具有像人一样的思维、推理和判断能力，向智能化发展，实现接近人的思维方式。 研究成果 由于各种因素的制约，并没有完全实现预期的研究目标，所以目前的计算机仍属于第四代计算机。 但这一时期在智能计算机领域完成了大量的基础性研究工作，促进了人工智能和机器人技术的发展。目前，日本、美国的机器人技术是世界上最先进的。 生物计算机: 生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今必威体育精装版一代的计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿亿分之一。 DNA（脱氧核糖核酸）的资料储存及运算能力可能远远超过目前电脑所使用的硅晶片。目前，电脑科学家正致力于研发基因超级电脑，用以建构以DNA为基础的资讯科技新世纪。DNA又称为脱氧核糖核酸，使细胞核中携带生物生长指令的遗传物质。DNA拥有不可思议的资料存储功能，很可能比硅晶片更强。一般而言，1毫克DNA的存储功能大约相当于1万片的光碟片，更为不可思议的是，DNA还具有在同一时间处理数兆个运算指令的能力。 量子计算机: 是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的，量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序，其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂，再进行高速的量子修补，但是其精确度和速度也是普通电脑望尘莫及的，因此造价相当惊人。目前唯一一台量子计算机仍在微软的硅谷老家中，尚在试验阶段，离投入使用还会有一段时间。量子计算机当然不是给我们用来玩电子游戏的，因为这好比拿激光切割机去切纸，其主要用途是例如象测量星体精确坐标、快速计算不规则立体图形体积、精确控制机器人或人工智能等需要大规模、高精度的高速浮点运算的工作。在运行这一系列高难度运算的背后，是可怕的能量消耗、不怎么长的使用寿命和恐怖的热量。 光子计算机： 光的并行、高速，天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强，具有超高运算速度。光子计算机还具有与人脑相似的容错性，系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。光子在光介质中传输所造成的信息畸变和失真极小，光传输、转